package com.lbc.tree.threadedbinarytree;

public class ThreadedBinaryTreeDemo {
    //  线索化二叉树（线索化遍历）
    public static void main(String[] args) {
        // 测试中序线索二叉树的功能
        HeroNode root = new HeroNode(1, "tom");
        HeroNode node2 = new HeroNode(3, "jack");
        HeroNode node3 = new HeroNode(6, "smith");
        HeroNode node4 = new HeroNode(8, "mary");
        HeroNode node5 = new HeroNode(10, "king");
        HeroNode node6 = new HeroNode(14, "dim");

        //  二叉树，后面要递归创建
        root.setLeft(node2);
        root.setRight(node3);
        node2.setLeft(node4);
        node2.setRight(node5);
        node3.setLeft(node6);

        //  测试线索化
        ThreadedBinaryTree threadedBinaryTree = new ThreadedBinaryTree();
        threadedBinaryTree.setRoot(root);
        threadedBinaryTree.threadedNodes();

        //  测试线索化后的节点
        HeroNode leftNode = node5.getLeft();
        HeroNode rightNode = node5.getRight();
        System.out.println("10号节点的前驱节点是 = " + leftNode);
        System.out.println("10号节点的后继节点是 = " + rightNode);

        //  线索化二叉树后，不能使用原来的遍历方法了
        //  threadedBinaryTree.preOrderSearch();
        System.out.println("使用线索化后的遍历二叉树方法");
        threadedBinaryTree.threadedList();
    }
}

// 定义一个ThreadedBinaryTree 实现了线索化功能的二叉树
class ThreadedBinaryTree {
    private HeroNode root;

    //  为了实现线索化，需要创建一个指向当前节点的前驱节点的指针
    //  在递归进行线索化的时候，pre总是保留前一个节点
    private HeroNode pre = null;

    public void setRoot(HeroNode root) {
        this.root = root;
    }

    // 遍历线索化二叉树的方法
    public void threadedList() {
        // 定义一个变量，存储当前遍历的节点，从root开始
        HeroNode node = root;
        while (node != null) {
            // 循环找到leftType == 1的节点
            // node随着遍历而变化，因为当leftType==1时，说明该节点是按照线索化处理后的节点
            while (node.getLeftType() == 0) {
                node = node.getLeft();
            }
            // 打印当前节点
            System.out.println(node);
            // 如果当前节点的右指针指向的是后继节点，就一直输出
            while (node.getRightType() == 1) {
                node = node.getRight();
                System.out.println(node);
            }
            // 替换这个遍历的节点
            node = node.getRight();
        }
    }

    //  重载线索化方法
    public void threadedNodes() {
        this.threadedNodes(root);
    }
    //  编写对二叉树进行中序线索化的方法
    /**
     *
     * @param node  就是当前需要线索化的节点
     */
    public void threadedNodes(HeroNode node) {
        // 如果node==null，不能线索化
        if (node == null) {
            return;
        }

        // (1)线索化左子树
        threadedNodes(node.getLeft());

        // (2)线索化当前节点
            // 处理当前节点的前驱节点
        if (node.getLeft() == null) {
            // 让当前节点的左指针指向前驱节点
            node.setLeft(pre);
            // 修改当前节点的左指针的类型--指向全驱节点
            node.setLeftType(1);
        }
            // 处理当前节点的后继节点
        if (pre != null && pre.getRight() == null) {
            //  让前驱节点的右指针指向当前节点
            pre.setRight(node);
            //  修改前驱节点的右指针类型
            pre.setRightType(1);
        }
        //!!!每处理一个节点后，让当前节点是下一个节点的前驱节点
        pre = node;

        // (3)线索化右子树
        threadedNodes(node.getRight());
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.preOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }
    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.infixOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }
    // 前序遍历
    public void postOrder() {
        if (this.root != null) {
            this.root.postOrder();
        } else {
            System.out.println("二叉树为空，无法遍历");
        }
    }

    // 前序遍历查询
    public HeroNode preOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.preOrderSearch(no);
        }
        return null;
    }
    // 前序遍历查询
    public HeroNode infixOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.infixOrderSearch(no);
        }
        return null;
    }
    // 前序遍历查询
    public HeroNode postOrderSearch(int no) {
        if (root != null) {
            return root.postOrderSearch(no);
        }
        return null;
    }

    //  删除一个节点
    public void delNode(int no) {
        if (root != null) {
            if (root.getNo() == no) {
                root = null;
            } else {
                //  递归删除
                root.delNode(no);
            }
        } else {
            System.out.println("空树，不能删除~");
        }
    }

}

//  创建HeroNode 结点
class HeroNode {
    private int no;
    private String name;
    private HeroNode left;  // 默认为空
    private HeroNode right; // 默认为空
    //规定
    //  leftType == 0 表示指向左子树，如果1表示指向前驱节点
    //  rightType == 0 表示指向右子树，如果1表示指向后继节点
    private int leftType;
    private int rightType;

    public HeroNode(int no, String name) {
        this.no = no;
        this.name = name;
    }

    public int getNo() {
        return no;
    }

    public void setNo(int no) {
        this.no = no;
    }

    public String getName() {
        return name;
    }

    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }

    public HeroNode getLeft() {
        return left;
    }

    public void setLeft(HeroNode left) {
        this.left = left;
    }

    public HeroNode getRight() {
        return right;
    }

    public void setRight(HeroNode right) {
        this.right = right;
    }

    public int getLeftType() {
        return leftType;
    }

    public void setLeftType(int leftType) {
        this.leftType = leftType;
    }

    public int getRightType() {
        return rightType;
    }

    public void setRightType(int rightType) {
        this.rightType = rightType;
    }

    @Override
    public String toString() {
        return "HeroNode{" +
                "no=" + no +
                ", name='" + name + '\'' +
                '}';
    }

    // 前序遍历
    public void preOrder() {
        System.out.println(this);  // 先输出父节点
        // 递归向左子树前序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.preOrder();
        }
        // 递归向右子树前序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.preOrder();
        }
    }
    // 中序遍历
    public void infixOrder() {
        // 递归向左子树中序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.infixOrder();
        }
        // 再输出父节点
        System.out.println(this);
        // 递归向右子树中序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.infixOrder();
        }
    }
    // 后序遍历
    public void postOrder() {
        // 递归向左子树后序遍历
        if (this.left != null) {
            this.left.postOrder();
        }
        // 递归向右子树后序遍历
        if (this.right != null) {
            this.right.postOrder();
        }
        // 最后输出父节点
        System.out.println(this);
    }

    // 前序遍历查找
    public HeroNode preOrderSearch (int no) {
        System.out.println("进入前序遍历查询~~");
        // 比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        // 则判断当前节点的左字节点是否为空，如果不为空，则递归前序查找
        // 如果左递归前序查找，找到节点，则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.preOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {  // 说明在左子树上找到了
            return resNode;
        }
        //  在左子树上没找到就到右子树上去找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.preOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }
    // 中序遍历查找
    public HeroNode infixOrderSearch (int no) {
        // 则判断当前节点的左字节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找
        // 如果左递归中序查找，找到节点，则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.infixOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {  // 说明在左子树上找到了
            return resNode;
        }
        // 比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        //  在左子树上没找到就到右子树上去找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.infixOrderSearch(no);
        }
        return resNode;
    }
    //  后序遍历查找
    public HeroNode postOrderSearch (int no) {
        // 则判断当前节点的左字节点是否为空，如果不为空，则递归中序查找
        // 如果左递归中序查找，找到节点，则返回
        HeroNode resNode = null;
        if (this.left != null) {
            resNode = this.left.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {  // 说明在左子树上找到了
            return resNode;
        }
        //  在左子树上没找到就到右子树上去找
        if (this.right != null) {
            resNode = this.right.postOrderSearch(no);
        }
        if (resNode != null) {  // 说明在右子树上找到了
            return resNode;
        }
        // 比较当前节点是不是
        if (this.no == no) {
            return this;
        }
        return resNode;
    }

    // 递归删除节点
    // 1.如果删除的节点是叶子节点，则删除该节点
    // 2.--------------是非叶子节点，则删除该子树
    public void delNode (int no) {
        // 思路
        /**
         * 1.因为我们的二叉树是单向的，所以我们是判断当前节点的子节点是否是需要删除的结点，而不能去判断当前的这个节点是不是需要删除的节点
         * 2.如果当前节点的左子节点不为空，并且左子节点就是要删除的节点，就将this.left = null; 并且就返回（结束递归删除）
         * 3.如果当前节点的右子节点不为空，并且右子节点就是要删除的节点，就将this.right = null; 并且就返回（结束递归删除）
         * 4.如果第2步和第3步没有删除节点，那么我们就需要向左子树进行递归删除
         * 5.如果第4步也没有删除节点，则应向右子树进行递归删除
         */
        // 2.。。。
        if (this.left != null && this.left.no == no) {
            this.left = null;
            return;
        }
        // 3.。。。
        if (this.right != null && this.right.no == no) {
            this.right = null;
            return;
        }
        // 4.。。。
        if (this.left != null) {
            this.left.delNode(no);
        }
        // 5.。。。
        if (this.right != null) {
            this.right.delNode(no);
        }
    }

}
